مستربچ چیست ؟
تعریفی که اینجا از مستربچ ارائه میکنیم ، به زبان ساده ، کاربردی و خارج از متن‌های تکراری در سرچ گوگل است . چون تصور بر این است که مخاطب از مستربچ اطلاعاتی ندارد و قرار است بعد از مطالعه این متن ، اطلاعاتش به صورت عملیاتی بالا رود نه اینکه کامل شود، به طوری که بعد از مطالعه این متن از پس خرید (در مقام مسئول خرید مستربچ) و فروش (در مقام مسئول فروش) آن با استانداردهای ابتدایی برآید . با این تفاسیر به سوال مستربچ چیست پاسخ میدهیم و امیدواریم اگر به این صنعت علاقه مند هستید و یا علاقه مند شده اید ، همیشه آموزش دیدن را ، بر خود واجب بدانید .
مستربچ عامل ایجاد رنگ یا خواص در پلاستیک‌هایی است که امکان استفاده از پیگمنت را ندارند .به طور واضح تر ، هر پلاستیک رنگی که در پیرامون خود مشاهده میکنید ، مثل کیبورد کامپیوتر مشکی (مستربچ مشکی) ، ظرف سفید پلاستیکی ماست و لبنیات دیگر (مستربچ سفید) ، تلفن پلاستیکی قرمز (مستربچ قرمز) ، به واسطه مستربچ به این رنگ تبدیل شده اند . در حقیقت اگر در محصولات پلاستیکی مستربچ رنگی استفاده نمیشد ، این محصولات پلاستیکی بدون رنگ بودند ( به رنگ مواد اولیه مصرف شده بدون رنگ ) به شکل زیر دقت کنید
ظرف ماست پلاستیکی با استفاده از مستربچ ( سفید ) :
ظرف ماست پلاستیکی بدون استفاده از مستربچ :
این موضوع را به همه محصولات پلاستیکی تعمیم دهید . اگر قاب پلاستیکی تلویزیون یا مانیتور منزل شما بدون مستربچ مشکی تولید میشد ،قاب آن بی رنگ بود . حال که به این نتیجه رسیدیم مستربچ چه کاری در پلاستیکها انجام میدهد ، بهتر است با شکل ظاهری آن هم آشنا شوید . قبل از آن بدانید معادل فارسی مستربچ ، رنگدانه است .
شکل ظاهری مستربچ ها عموما به 3 دسته تقسیم میشوند :
دانه بندی استوانه ای :
مستربچ هایی که به شکل استوانه ای هستند معمولا با دستگاه های تولید استرند تولید میشوند که دارای وان آب بوده و به صورت رشته ای است ، رشته های مستربچ بعد از عبور از وان آب با تیغه هایی برش داده میشوند ، به همین دلیل به شکل استوانه ای (قلمی) هستند مانند شکل زیر:
دانه بندی عدسی:
مستربچ هایی که به شکل عدس هستند معمولا با دستگاه های واتر رینگ (رینگ واتر) تولید میشوند ، به همین خاطر شکل ظاهری آنها به صورت عدسی است . این تکنولوژی برای کشور چین است.
دانه بندی ساچمه ای :
مستربچ هایی که به شکل ساچمه های هستند معمولا با تکنولوژی آندرواتر تولید میشوند . این تکنولوژی ذاتا اروپایی است هرچند در حال حاضر تحت لیسانس شرکتهای اروپایی در چین هم تولید میشود اما کیفیت قابل لمسی دارد
به یاد داشته باشید هر تکنولوژی و اکسترودری در تولید مستربچ ، بسته به کارایی که ما در نظر داریم جواب میدهد و این موضوع در انتخاب نوع اکسترودر بسیار مهم است.
مستربچ چگونه تولید می شود ؟
مستربچ ها از ۳ جز اصلی تشکیل میشوند:
۱- مواد اولیه (مواد اولیه پلاستیک که در پتروشیمی ها تولید می شوند مثل LDPE,PP,PS و …)
۲- پیگمنتها (همان رنگ های پودری هستند ، مشابه رنگهایی که هندیها درجشن رنگشان روی هم میریزند ) که به شکل پودر هستند (در مستربچ افزودنی هم به همین شکل است باید از پودر افزودنی استفاده شود )
۳- افزودنیها (از کربنات کلسیم گرفته تا افزودنیهای پلیمری مثل آنتی اکسیدانتها و … رو به عنوان افزودنی میشناسیم ، البته کربنات کلسیم در واقع یک فیلر (پرکننده است) اما در اینجا در جز افزودنیها قرار میگیرد،تا مفهوم ابتدایی این ترکیبات درک شود.
ترکیب این ۳ جز در دستگاهی صورت میگیرد که به آن اکسترودر می‌گویند ، اکسترودر وظیفه ذوب کردن ، اختلاط یا آمیزش این ۳ جز را دارد . مثال عامیانه تولید مستربچ و دستگاه تولید مستربچ (اکسترودر) میشود چرخ گوشت !بله چرخه گوشت (این مثال جهت درک مطلب بیان شده ، بعد از درک مطلب آن را از ذهنتان بیرون کنید !)تصور میکنیم میخواهید کباب کوبیده درست کنید ،کباب کوبیده (مستربچ ) از ترکیب گوشت (مواد اولیه پلاستیک ) و قلوه (پیگمنت) و ادویه و پیاز (افزودنیها) درست میشود که این ترکیب در چرخ گوشت (اکسترودر ) کاملا با هم مختلط میشوند .مواد کوبیده از یک قیف (هاپر) وارد چرخ گوشت (اکسترودر) میشود و به واسطه مارپیچ (ماردون ) در داخل محوطه چرخ گوشت (سیلندر) به سمت خروجی چرخ گوشت (دای) حرکت میکند تا گوشت چرخ شده از دستگاه خارج شود
همانطور که در عکس مشاهده میفرمایید فرایند تولید مستربچ شباهتهای ظاهری دارد با قرایند چرخ گوشت ، با این تفاوت که در سیلندر اکسترودر المنتهایی وجود دارد (زون) که با حرارتهای بالایی که ایجاد میکنند باعث ذوب شدن کامل مواد اولیه پلاستیک و پیگمنتها و … درون سیلندر میشود . (مجددا تاکید میشود این مثال فقط جهت درک مطلب است )
حالا بعد از خواندن متن مختصر بالا و دیدن عکس اکسترودر و نیز مثالهای ساده و عامیانه ،با کلیات مستربچ و دستگاه تولید مستربچ آشنا شدین(تعاریف دای ، هاپر و …) در عکس نشان داده شود.
چرا از مستربچ استفاده میشود ؟
شاید این سوال برایتان پیش آید که اگر مستربچ حامل پیگمنتها هستند و عامل اصلی رنگدهی به محصول ، پیگمنت است ، چرا تولید کنندگان محولات پلاستیکی مستقیما از پیگمنتها استفاده نمیکنند ؟
علت استفاده از مستربچ این است که بسیاری از فرایندهای تولید محصولات پلیمری به دلیل شرایط و آرایش اجزا تشکیل دهنده آن ، توانایی بازکردن کامل پیگمنتها (پودرها) را ندارند (پخش شوندگی) و اگر پودر یا پیگمنت به صورت مستقیم وارد شود ، شاهد دون زدگیهای ملموس ، کثیفی محیط و دستگاه ، زمانبر شدن تمیز کردن دستگاه جهت تعویض رنگ و مشکلات بسیار دیگر خواهیم بود . البته بعضی از مواد اولیه پتروشیمی ها مثل PVC که به شکل پودر است امکان استفاده مستقیم از پودر را دارند مثل درب و پنجره های UPVC و … که پودر دی اکسید تیتانیوم را به صورت مستقیم استفاده میکنند و پنجره به رنگ سفید در می آید و نیازی به مستربچ سفید نیست اما بیشتر محصولات پلاستیکی این امکان را ندارند مانند فیلم های پلی اتیلنی ، ورق های پلیمری ، گونی ، لوله های پلی اتیلنی و پلی پروپیلنی ، قطعات تزریقی ، ظروف یکبار مصرف و …
پخش شوندگی چیست؟
اجازه دهید با ذکر یک مثال شروع کنیم . اگر برای صرف حلیم از شکر استفاده میکنید ابتدا آن را هم میزنید تا کاملا در حلیم حل شود ، در حقیقت شکر در حلیم به صورت کامل پخش شده است. این فرایند کلی پخش شوندگی (Dispersion) است . یعنی اختلاط و یا حل شدن کامل . البته در پلاستیک موضوع متفاوت است اما صرفا جهت ایجاد یک ذهنیت این مثال عنوان شده است . پخش شوندگی (Dispersion) موضوع بسیار مهم در محصولات پلیمری است که همه ویژگیهای دیگر را تحت شعاع قرار میدهد . یکی از مهمترین دلایل استفاده از مستربچ در صنایع پلاستیک قدرت پخش شوندگی آن نسبت به استفاده مستقیم از پودرها و پیگمنتها است . در حقیقت قدرت پخش شوندگی مستربچ (رنگدانه) نسبت به پودر قابل مقایسه نیستند.
ویژگیهای مستربچ خوب کدامند ؟
حال که قرار است مستربچ نقش اساسی برای ایجاد رنگ و خواص در محصولات پلاستیکی ما ایفا کند پس باید بدانیم مستربچ خوب چیست ؟ چه ویژگیهایی دارد و چگونه از ورود یک مستربچ بد به فرایند تولیدمان جلوگیری کنیم؟
از ویژگیهای یک مستربچ خوب میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
(روی نوشته های زیر کلیک کنید تا توضیحات آن را ببینید)
1- قدرت پخش شوندگی مستربچ
2- قدرت پوشانندگی یا پوشش مستربچ
3- درصد مصرف مستربچ
4- شکل ظاهری مستربچ و محصول و دلتای رنگ
5- ثبات کیفیت در محموله های بعدی
6- صدمه نزدن به فرایند تولید و دستگاه ها
7- مقرون به صرفه بودن و …